VR技术在公路施工与养护专业工学一体化中的教学创新研究

VR技术在公路施工与养护专业工学一体化中的教学创新研究

张风亭

山东公路技师学院  山东济南  250104

摘要：网络与信息化技术的全面发展促进了教育领域改革，在技工院校工学一体化教学实践中得到有效运用，从而促进教学理念和教学模式不断完善，显著提升了技工院校学生的学习主动性与积极性。当前，公路施工与养护专业一体化教学面临缺乏教具的窘境，学生无法在同一学习时间内进行实训操作。因此，将VR技术引入一体化教学，通过构建沉浸式、智能化、互动性教学平台，有效弥补理论性强、体验性差、学习积极性不高的传统教学模式，推动新时代公路施工与养护专业工学一体化教学的高质量发展。

关键词：VR技术；公路施工与养护；工学一体化

前言：

工学一体化培养模式是依据国家职业技能标准及技能人才培养标准，以综合职业能力培养为目标，将工作过程和学习过程融为一体，培育德技并修、技艺精湛的技能劳动者和能工巧匠的人才培养方式。2009年起，人力资源社会保障部通过分批试点方式逐步推进工学一体化课程教学改革，试点专业31个、试点院校191所。2022年3月，人力资源社会保障部印发了《技工院校工学一体化技能人才培养模式实施方案》，决定在全国技工院校推进工学一体化技能人才培养模式。要推动一体化课程改革，实现理论教学与实践教学融通合一、能力培养与工作岗位对接合一、实习实训与顶岗工作学做合一。

1.一体化教学现状

人力资源和社会保障部印发了《推进技工院校工学一体化技能人才培养模式实施方案》，开展工学一体化工作是实现技工院校人才培养模式变革、提升技能人才培养质量的重要突破口。工学一体化培养模式将工作过程和学习过程融为一体，培育德技并修、技艺精湛的技能劳动者和能工巧匠，是技工院校新形势下的必由之路。但在技工院校一体化教学中，实训条件不足的问题普遍存在。学生在实训学习中几乎无法真实体验所有岗位操作，实训教学效果很差。

目前技工院校实训教学以企业实训和校内实训为主，企业实训（以轮岗或顶岗方式实训）：实训内容有限，一般安排在学期末或毕业前，无法组织学生对各项专业技能进行全面、详细的操作练习。此外，危险场景下的实训教学很难实现，也没有条件在真实工作状态下体验危险，实训教学质量不高，效果欠佳。校内实训（于实训室、校办工厂等地实训）：由于资金不足，构造出的公路施工线路场景与实际场景在规模和数量上都存在一定差距，学生无法进行配套实训。由于公路施工与养护专业实训设备单价高、零部件多、精度强且数量有限，并不是所有学生都能直接参与实操，小组学习使一体化教学流于形式。

2.VR技术运用分析

2.1应用可行性分析

虚拟现实技术是基于计算机软件的仿真技术，主要由硬件设备、VR设备、显示系统三方面构成。虚拟现实技术构建虚拟的三维空间，用户可以在虚拟环境下获得沉浸式体验，就像自身置于真实环境中一样。在一体化教学中，教师利用计算机技术创造虚拟的岗位作业生产环境，组织学生在虚拟环境中操作与学习，使学生在虚拟环境中获得真实的实践操作体验，真正掌握岗位工作技能，实现一体化教学的目标，使技工院校工学一体化教学更为便利、高效、安全。

2.2技术优势

虚拟现实技术具有真实性、交互性、多人协同体验等技术特点。基于AR的技术特性和技工院校一体化教学现状，虚拟现实技术对工学一体化教学具有重要作用。第一，丰富实训场景和教学手段。虚拟现实技术能够模拟公路施工与养护专业专业岗位生产工况，通过虚拟现实设备模拟出可供训练的真实操作场景。VR技术的应用极大缓解了技工院校实训设备不足的问题，弥补传统多媒休教学的缺陷，确保实训教学的常态化、持续化，显著增强学生的实践能力。第二，保障实训安全。在虚拟的实训场景下，学生可模拟操作各项高危作业不会受到真正伤害，拓展实训教学内容。第三，降低实训教学成本。虚拟现实教学不需要对实训仪器设备和实训材料进行定期维护保养，相较于实训室和企业实习，基于虚拟现实技术的仿真平台后期维护成本更低，大大节省技工院校的实训教学成本。第四，实训选择性强。一个班的学生可以分批进行虚拟现实的实训学习，突破实训教师、时间、空间等方面限制，实训教学具有更强的选择性、针对性，从而提高学生的学习积极性。

3.虚拟现实技术创新应用策略

针对虚拟现实技术在技工院校一体化教学实践应用的优势，技工院校应加强对虚拟现实技术的认识，从理念、资源、师资三方面入手，建设高质量虚拟现实实训室，为学生创造更优质的实训环境，提高实训教学水平。

3.1创新实训教学模式

全面了解技工院校公路施工与养护专业学生的成长特点和价值需求，推动课程教学模式从“单向线性灌输”到“立体交互式一体化教学”的突破，是新时代技工院校工学一体化教学改革的重要任务。VR技术能将抽象的理论知识转换为师生可以亲历的场景，通过虚拟场景中的角色扮演使学生更快地认知、感悟和接受知识。

3.2大力建设VR资源

教学资源是虚拟现实技术在技工院校工学一体化教学中应用的基础，技工院校应结合各专业特点及需求，加强教学资源建设，确保虚拟现实技术应用于各专业的实训课程中，从而丰富实训课程的操作内容，拓展学生的实践能力。在技工教育实践中，可从通过加大实训经费投入、引进先进平台系统、采购与开发教学资源并举等多渠道获取虚拟现实教学资源。

3.3强化师资力量建设

一体化“双师型”教师队伍对于技工院校来说，是发展的原动力，也是教学质量提升的关键因素，决定着技工院校的一体化教学改革是否能够深入开展，影响着技工院校的长远发展。所以，对于技工院校来说，建立一支业务精湛、德技双馨的一体化“双师型”师资队伍是学校可持续发展的必然要求。

专业教师是开展技工院校一体化教学的主体，在推广应用虚拟现实技术的基础上，技工院校应注重专业教师队伍的培养，以此开展高质量技工院校一体化教学，发挥虚拟现实技术优势。加强对现有师资力量培训力度，多渠道整合人才资源，优化师资队伍结构，提高教师的综合素养。

4结语

工学一体化工作是一项系统工程，需要政府、行业组织、企业和技工学校等有关各方立足自身职能定位，明确责任分工，建立各司其职、协作通畅、运行高效的工作机制，共同推进工学一体化技能人才培养工作的开展，切实提高技能人才培养质量，努力培养造就一支规模宏大、结构合理、技艺精湛、素质优良的技能人才队伍。综合考虑VR技术的特性和公路施工与养护专业的学科属性，对教学活动的理念、模式、策略进行系统变革，促进教育教学质量提升，达到理想的工学一体化教学成效，培养高素质的应用型人才，对于完成新时代技工院校育人育才的根本任务，具有十分重要而深远的意义。

参考文献：

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[2]黄方慧，庄榕霞.职业院校专业课一体化教师职业能力发展的实证研究[J].职教论坛，2017（09）.

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[4]刘涛.浅谈技工院校一体化教师职业能力的培养路径[J].职业,2019（6）.

课 题：本文系交通运输职业教育教学指导委员会路桥工程专业委员会2023年立项教研课题“技工院校公路施工与养护专业工学一体化课程教学设计研究”（课题编号：LQZWH202339）的研究成果之一。